Nhưng chính con đường lại là hạ tầng cho cuộc cách mạng kỹ thuật số và sự ứng dụng công nghệ số vào tuyến đường có thể là nền tảng cho những đổi mới đáng kinh ngạc trong ngành giao thông.

Đường có thể trở thành thông minh khi được ứng dụng công nghệ truyền thông, chiếu sáng và truyền tải năng lượng, gia tăng tính bền vững, cải thiện độ an toàn và hiệu quả khai thác sử dụng, giúp hoạt động lái xe dễ dàng hơn.

Đường thông minh là đường giao thông, được trang bị hệ thống các thiết bị Internet of Things (IoT) giúp lái xe an toàn hơn, hiệu quả hơn, thân thiện môi trường và phù hợp với các mục tiêu của nhà nước. Đường thông minh là sự kết hợp cơ sở hạ tầng vật lý công nghệ như đường, cảm biến, pin mặt trời với cơ sở hạ tầng phần mềm AI và dữ liệu lớn.

Những công nghệ thông minh, khi tích hợp vào các con đường có thể nâng cao tầm nhìn, cung cấp năng lượng, giao tiếp tự động với các phương tiện, tổ chức kết nối giữa các phương tiện giao thông, giám sát tình trạng kỹ thuật và lưu lượng giao thông trên đường.

Các thành phố, thị trấn có thể tích hợp đường với những thiết bị Kết nối Internet vạn vật (IoT), thu thập dữ liệu về giao thông và thời tiết. Những kết nối này tăng cường an toàn, kiểm soát giao thông và hiệu quả sử dụng năng lượng.

Mạng lưới quản lý giao thông kết nối IoT có thể tăng cường an toàn và giảm ùn tắc. Mạng sử dụng camera kiểm soát tốc độ để cung cấp các tín hiệu cảnh báo về những điều kiện nguy hiểm, đưa các tín hiệu phân luồng giao thông tự động để kiểm soát luồng giao thông.

Tối ưu hóa đèn giao thông kết nối IoT: Hệ thống sử dụng dữ liệu từ camera truyền hình mạch kín (CCTV) hoặc các phương tiện thông minh để tối ưu hóa hoạt động của đèn giao thông, cập nhật cho người lưu thông về tình trạng ùn tắc hoặc tắc nghẽn.

Đến lúc này hầu hết những công nghệ thông minh liên quan đến giao thông đều tập trung vào các phương tiện cá nhân, dù có những tiến bộ lớn trong các giải pháp công nghệ để phát triển cơ sở hạ tầng thông minh trên quy mô lớn. Những thử nghiệm trên toàn thế giới về công nghệ Phương tiện với Cơ sở hạ tầng (V2I), Phương tiện với Phương tiện (V2V) và Phương tiện đối với Người đi bộ (V2P) sẽ khiến cho giao thông đô thị thông minh hơn trong tương lai.

Những công nghệ Đường thông minh đang phát triển

Đường chạy bằng năng lượng mặt trời

Những tế bào quang điện, nhúng trong các tấm kính cường lực hình lục giác được sử dụng để lát đường. Những tấm bảng này chứa đèn LED, bộ vi xử lý, thiết bị sưởi làm tan tuyết và khả năng sạc cảm ứng cho các phương tiện giao thông điện.

Những tấm kính cường lực này có thể tái tạo, có độ bền và cứng hơn thép, độ ma sát đủ mạnh, cho phép ô tô dừng lại an toàn ngay cả khi đang chạy tốc độ cao. Đây là ý tưởng nhận được sự ủng hộ rộng rãi, nhưng khả năng ứng dụng rộng rãi lại là thách thức lớn vì công nghệ chế tạo đắt tiền.

Đường thông minh

Đường được thiết kế đặc biệt, tích hợp các công nghệ thông minh như cảm biến theo dõi và thông báo tình trạng đường giao thông, bộ phát WiFi cung cấp dịch vụ băng thông rộng cho xe cộ, gia đình và doanh nghiệp. Đường thông minh cũng có thể sạc pin ô tô điện trên hành lang di chuyển.

Đường phát sáng khi trời tối

Những điểm đánh dấu phát sáng sơn trên bề mặt đường, sử dụng bột phát quang có khả năng hấp thụ và lưu giữ năng lượng ánh sáng ban ngày. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra những dải dài 500m phát sáng trong 8 giờ sau khi trời tối. Công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và độ phát sáng vẫn chưa đồng đều, nhưng có thể tiết kiệm chi phí hơn so với những công nghệ chiếu sáng đường truyền thống.

Đèn tương tác với phương tiện

Đèn đường được kích hoạt bởi cảm biến chuyển động để chiếu sáng một đoạn đường cụ thể khi ô tô đến gần và sẽ giảm cường độ ánh sáng khi xe chạy qua. Đây là công nghệ phù hợp với những tuyến đường có khoảng thời gian ít phương tiện qua lại. Công nghệ đèn tương tác cung cấp ánh sáng ban đêm khi cần thiết và giảm lãng phí năng lượng khi không có ô tô. Một thiết kế khác, được phát triển tại Hà Lan, sử dụng luồng gió từ các phương tiện giao thông để cung cấp năng lượng cho đèn đường.

Làn đường ưu tiên dành cho xe điện sạc điện

Làn đường có cáp nhúng tạo ra từ trường sạc điện cho xe ô tô điện khi cơ động. Một cuộn dây máy thu trong xe thu những dao động điện từ từ cuộn dây máy phát được gắn trên đường và chuyển hóa thành điện xoay chiều, cung cấp năng lượng cho xe. Công nghệ sạc cảm ứng đã được sử dụng cho ô tô đỗ tại chỗ, nhưng công nghệ không dây trong tương lai có thể sạc pin khi ô tô đang chuyển động, cung cấp các giải pháp về cho những loại xe điện công cộng, có hành trình và thời gian di chuyển dài, phục vụ liên tục.

Công nghệ thông báo thời tiết

Mạng lưới các cảm biến tích hợp Trí tuệ Nhân tạo (AI) phát hiện những điều kiện thời tiết ảnh hưởng đến an toàn giao thông trên đường bộ. Hệ thống Thông tin Thời tiết Đường bộ (RWIS), hiện đang sử dụng ngày nay bị hạn chế do chỉ thu thập dữ liệu từ một nhóm nhỏ các trạm theo dõi thời tiết. Một mạng lớn hơn trong tương lai trải dọc theo các tuyến đường, sử dụng các trạm thời tiết tự động thu thập dữ liệu khí quyển và thời tiết và tải trực tiếp lên đám mây điện toán. Sơn nhạy cảm với nhiệt độ động có thể được sử dụng để làm nổi bật các điều kiện thời tiết trên đường như đường bị lớp nước mỏng, đường trơn trượt hoặc đường bị băng mỏng bao phủ.

Nhưng cảm biến thông báo tình trạng giao thông

Nguồn dữ liệu này giúp các lái xe lên kế hoạch hành trình đến điểm cần đến. Những cảm biến trên đường cao tốc giám sát lưu lượng giao thông và tải trọng vận tải, cảnh báo người lái xe những điểm ùn tắc đường, tự động cảnh báo cho cơ quan chức năng về các tai nạn.

Cáp quang nhúng trên đường sẽ phát hiện ra những bất thường của phương tiện giao thông, thông báo cho lái xe và cơ quan quản lý, cung cấp dữ liệu tương quan giữa các phương tiện với đường, cung cấp thông tin liên lạc giữa các phương tiện và cơ quan chức năng, tăng cường năng lực quản lý giao thông. Ví dụ, công nghệ phân luồng giao thông nhanh sử dụng trí thông minh nhân tạo (AI) quản lý đèn giao thông, những hệ thống đèn giao thông tương tác với nhau và với ô tô để tạo ra khả năng thông luồng nhanh nhất.

Hầu như các hệ thống truyền thống được lập trình trước để tối ưu hóa dòng chảy giao thông vào thời gian cao điểm, nhưng các công nghệ mới, sử dụng trí tuệ nhân tạo có thể xử lý và tối ưu hóa dòng chảy giao thông trong thời gian thực và tại điểm nút giao thông cụ thể.

Đưa công nghệ đường thông minh vào thực tế

Những tuyến đường thông minh sẽ cung cấp năng lượng cho ô tô điện, giảm áp lực cho lái xe, tăng độ an toàn, tăng cường hiệu quả khai thác hạ tầng và cho phép các cơ quan chức năng kiểm soát hiệu quả giao thông, tiết kiệm một lượng đáng kể ngân sách nhà nước.

Để có được một cơ sở hạ tầng giao thông hiệu quả, tiết kiệm, bảo vệ môi trường, các chính phủ và cơ quan quản lý giao thông đô thị phải xác định, hạ tầng đường thông minh là nền tảng thiết yếu cho sự đổi mới mang tính sống còn của xã hội hiện đại.

Nhưng việc phát triển cơ sở hạ tầng thành phố thông minh trên quy mô lớn rất tốn kém và phức tạp. Phát triển một cơ sở hạ tầng giao thông thông mình, các cơ quan phải chia nhỏ những dự án đường thông minh quy mô lớn thành những dự án thứ cấp nhỏ, bắt đầu với các sáng kiến đầu tư thấp, quy mô hẹp cung cấp những hiệu quả ban đầu, tạo tiền đề cho cac kế hoạch đầu tư tiếp theo quy mô lớn hơn.